(15分)硅基太阳电池需用化合物甲作钝化材料,甲的摩尔质量为140 g·mol-1,其中硅元素的质量分数为60%。已知1 molNH3与足量的化合物乙充分反应后可得到35 g 甲与6 g H2。工业上制乙的流程如下:请回答下列问题:
(1)乙的电子式是 ;比较热稳定性:乙_______NH3(填>,<或=)。
(2)NH3与足量的化合物乙反应制甲的化学方程式是 。
(3)合成炉内物质需在保护气氛下高温合成,下列气体可作保护气的有 (填字母编号)。
A.O2 B.H2 C.N2 D.CO2 E.Ar
(4)上述生产乙的过程中液氨的作用是______________________________________。
(5)甲与少量H2SO4溶液反应只得到H2SiO3和盐M两种产物,写出该反应的离子方程式 。请设计验证产物盐M的实验方案 。
(12分)人体血液里Ca2+离子的浓度一般采用mg/mL来表示。加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀,将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4),再用KMnO4溶液滴定,使草酸转化成CO2逸出。试回答:
(1)现需要80 mL 0.02 mol·L-1标准KMnO4溶液来进行滴定,则配制溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和______________________;配制时, KMnO4溶液应用强酸酸化,本实验选择________作酸化剂。若选择HNO3酸化,则结果可能________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为_______________________________。
(3)滴定时,根据现象_______________________________________,即可确定反应达到终点。
(4)滴定的实验数据如下所示:
实验编号 | 待测血液的体积/mL | 滴入KMnO4溶液的体积/mL |
1 | 20.00 | 11.95 |
2 | 20.00 | 13.00 |
3 | 20.00 | 12.05 |
经过计算,血液样品中Ca2+离子的浓度为________mg/mL。
(16分)碳及其化合物有广泛的用途。
(1) 将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1,
以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是________。(填序号)
A.升高温度 B.增加碳的用量 C.加入催化剂 D.用CO吸收剂除去CO
(2) 已知:C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH=+172.5 kJ·mol-1,则CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的焓变ΔH=________。
(3) CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g)。甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨作电极,该电池负极反应式为_______________。
若用该电池提供的电能电解60 mL NaCl溶液,设有0.01 mol CH3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的Cl2全部逸出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解结束后所得溶液的pH=________。
(4) 将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0 L的恒容密闭容器中,发生以下反应:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。得到如下数据:
温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所 需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO |
| |
900 | 1.0 | 2.0 | 0.4 | 1.6 | 3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)________。改变反应的某一条件,反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)________________________。
(5) 工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图甲所示。
请回答下列问题:①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为____________________。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其他条件相同,请在图乙中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
(15)二氧化氯是黄绿色的气体,可用于水体消毒与废水处理。一种制备方法为:
__H2C2O4 +__NaClO3 +__H2SO4 →__Na2SO4+__CO2↑ +__ClO2↑ +__H2O
完成下列填空:
(1)配平上述反应方程式,该反应的还原产物是__________________________。
(2)该反应每产生0.2 mol ClO2,需要消耗草酸晶体(H2C2O4·2H2O)_________g。
(3)上述反应物中属于第三周期的元素的原子半径大小顺序是__________________________,
其中原子半径最大的元素最外层电子云形状为___________________________。
(4)二氧化氯具有强氧化性,能漂白有色物质,其漂白原理与__________相同。(写一种)
(5)二氧化氯能净化有毒废水中的氰化钠(NaCN),生成NaCl、CO2和N2,请写出此反应的离子方程式:_______________________________________________。
(6)上述反应产物NaCl中含有 __________键,工业上用电解熔融的氯化钠制备金属钠,氯气在_________(写电极名称)产生。
利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜
C. 电极A极反应式为:2NH3-6e-=N2+6H+
D. 当有4.48LNO2(标准状况) 被处理时,转移电子为0.8mol
NH3可消除NO的污染,反应方程式为:6NO+4NH3 → 5N2+6H2O。现有NO与NH3的混合物1 mol充分反应,若还原产物比氧化产物多1.4 g。则下列判断中正确的是( )
A.产生氮气为5.6 L
B.有0.3 mol NO被氧化
C.生成氧化产物2.8 g
D.原混合物中NO与NH3的物质的量之比可能为3 : 2